JP4434195B2

JP4434195B2 - 信号測定装置及び半導体試験装置

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Publication number: JP4434195B2
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Inventors: 守丹波
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Description

本発明は、被試験デバイスから出力される信号等のアナログ信号の測定を行う信号測定装置及び当該信号測定装置を備える半導体試験装置に関する。

従来から、被試験デバイスの初期不良を試験するためにメモリテスタやロジックテスタ等の半導体試験装置が用いられている。この半導体試験装置には、被試験デバイスから出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）を備える信号測定装置が設けられており、半導体試験装置はこの信号測定装置で変換されたディジタル信号に対して所定の処理を行って被試験デバイスからのアナログ信号を測定している。

以下の特許文献１には、直流信号、アナログ信号、ディジタル信号等の各種信号が混在する混在信号を入出力する被試験デバイスについて、複数項目に亘る試験を並列して行う半導体試験装置が開示されている。
特開平４−３６６７２号公報

ところで、上述の半導体試験装置において、アナログ信号の測定に関する性能の上限はＡ／Ｄ変換器の性能でほぼ決まってしまうという側面があるため、高精度の測定を行う半導体試験装置に設けられる信号測定装置には高性能のＡ／Ｄ変換器を備える必要がある。ここで、高性能のＡ／Ｄ変換器には、アナログ信号のＤＣ（直流）成分を高精度に変換できること（ＤＣ性能が高いこと）、低ノイズであること（ノイズ性能が高いこと）、低歪みであること（歪み性能が高いこと）、及びスプリアス成分が低いこと（スプリアス性能が高いこと）等が求められるが、これらを全て満足するＡ／Ｄ変換器は極めて少数であり、しかもコストが極めて高い。

例えば、代表的なＡ／Ｄ変換器としてデルタ・シグマ型（ΔΣ型）のＡ／Ｄ変換器及び逐次比較型Ａ／Ｄ変換器が挙げられるが、デルタ・シグマ型のＡ／Ｄ変換器は、一般的にノイズ性能が極めて良好であるが歪みが大きく（高調波のレベルが高い）、歪み性能については逐次比較型Ａ／Ｄ変換器に劣る傾向がある。これに対し、逐次比較型Ａ／Ｄ変換器は、歪み性能は良好であるがノイズが大きく、ノイズ性能についてはデルタ・シグマ型のＡ／Ｄ変換器に劣る傾向がある。

このため、従来は、ユーザが特に重要であると考える性能が優れているＡ／Ｄ変換器を選んで信号測定装置に搭載し、或いは上述した各種性能の全てがある程度優れているバランスのよいＡ／Ｄ変換器を選んで信号測定装置に搭載していた。また、Ａ／Ｄ変換器の前段（入力側）にバンド・エリミネーション・フィルタを設けて低ノイズ低歪みを両立させる従来技術が提案されており、かかる従来技術を用いたＡ／Ｄ変換器を信号測定装置に搭載していた。

ここで、上述のバンド・エリミネーション・フィルタを用いた従来技術は、Ａ／Ｄ変換器に大きな電圧が入力されると歪みが大きくなるという性質に着目し、Ａ／Ｄ変換器に入力される信号から信号レベルが大きな基本波成分をバンド・エリミネーション・フィルタで除去して入力電圧レベルを下げることにより歪みを低減する技術である。そして、予めバンド・エリミネーション・フィルタの周波数測定を測定しておき、この測定結果に基づいてＡ／Ｄ変換器から出力される信号を補正することで、バンド・エリミネーション・フィルタで減衰した信号レベルを復元している。

この従来技術は、低ノイズ低歪みを実現することができるが、測定可能な信号の周波数がバンド・エリミネーション・フィルタの周波数特性に制限されるという欠点がある。また、周波数特性の異なるバンド・エリミネーション・フィルタを複数用いれば広範囲の周波数範囲の測定が可能になるとも考えられるが、バンド・エリミネーション・フィルタを複数設ける分だけ回路規模が大きくなるという問題が生ずる。更に、上記の従来技術ではバンド・エリミネーション・フィルタが歪みを発生しないことが低歪みを実現ずる前提条件になるが、実際には低歪みのバンド・エリミネーション・フィルタを設計するのは困難であるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＤＣ性能、ノイズ性能、歪み性能、スプリアス性能等の複数の性能を高いレベルで同時に満足することができる信号測定装置、及び当該信号測定装置を備える半導体試験装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点による信号測定装置は、アナログ信号をディジタル信号に変換して測定する信号測定装置（１０）において、アナログ信号（Ｓ１０）をディジタル信号（Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｎ）に変換する変換特性が互いに異なり、前記変換特性を評価する際に用いられる複数の性能のうちの何れか１つが他よりも高い複数の変換器（１１ａ〜１１ｎ）と、前記変換器の各々に対応して設けられ、対応する前記変換器から出力されるディジタル信号を周波数解析し、他の変換器よりも高い性能に係る周波数成分を求める処理を行う複数の処理部（１２ａ〜１２ｂ）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、アナログ信号は変換特性が互いに異なる複数の変換器に入力されてディジタル信号に変換され、変換された各々のディジタル信号は変換器に対応して設けられた処理部で周波数解析され、他の変換器よりも高い性能に係る周波数成分が求められる。
また、本発明の第１の観点による信号測定装置は、前記変換特性を評価する際に用いられる複数の性能は、ＤＣ性能、ノイズ性能、歪み性能、及びスプリアス性能の少なくとも１つを含むことを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の第２の観点による信号測定装置は、アナログ信号をディジタル信号に変換して測定する信号測定装置（３０）において、アナログ信号（Ｓ１０）をディジタル信号（Ｓ３１ａ、Ｓ３１ｂ）に変換する変換特性が互いに異なり、前記変換特性を評価する際に用いられる複数の性能のうちの何れか１つが他よりも高い複数の変換器（３１ａ、３１ｂ）と、前記変換器の各々から出力されるディジタル信号を周波数解析し、他の変換器よりも高い性能に係る周波数成分をそれぞれ抽出して合成する処理を行う信号処理部（３２）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、アナログ信号は変換特性が互いに異なる複数の変換器に入力されてディジタル信号に変換され、変換された各々のディジタル信号は信号処理部で周波数変換され、他の変換器よりも高い性能に係る周波数成分がそれぞれ抽出されて合成される。
また、本発明の第２の観点による信号測定装置は、前記信号処理部が、前記変換器の各々から出力されるディジタル信号を周波数解析する周波数解析部（４１ａ、４１ｂ）と、前記周波数解析部の解析結果から、前記変換器の変換特性に応じた所定の周波数成分を抽出する抽出部（４２ａ、４２ｂ）と、前記抽出部で抽出された周波数成分を合成する合成部（４３）とを備えることを特徴としている。
更に、本発明の第２の観点による信号測定装置は、前記変換特性を評価する際に用いられる複数の性能は、ＤＣ性能、ノイズ性能、歪み性能、及びスプリアス性能の少なくとも１つを含むことを特徴としている。
本発明の半導体試験装置は、被試験デバイス（２０）の試験を行う半導体試験装置において、上記の何れかに記載の信号測定装置を備え、当該信号測定装置を用いて前記被試験デバイスから出力されるアナログ信号の測定を行うことを特徴としている。

本発明によれば、変換特性が互いに異なる複数の変換器でアナログ信号をディジタル信号に変換し、変換器に対応して設けられた処理部で変換した各々のディジタル信号を周波数解析し、他の変換器よりも高い性能に係る周波数成分を求めている。或いは、変換特性が互いに異なる複数の変換器でアナログ信号をディジタル信号に変換し、変換した各々のディジタル信号を周波数変換して、他の変換器よりも高い性能に係る周波数成分をそれぞれ抽出して合成している。このため、ＤＣ性能、ノイズ性能、歪み性能、スプリアス性能等の複数の性能を高いレベルで同時に満足することができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態による信号測定装置及び半導体試験装置について詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による信号測定装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の信号測定装置１０は、並列に設けられた複数のＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎ（変換器）と、Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎに対応して設けられた複数のディジタル回路１２ａ〜１２ｎ（処理部）とを備えており、被試験デバイス（以下、ＤＵＴ（Device Under Test）という）２０から出力されるアナログ信号Ｓ１０を測定する。

Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎの入力端は互いに接続されており、ＤＵＴ２０から出力されたアナログ信号Ｓ１０はＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎにそれぞれ入力される。このＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎは、入力されるアナログ信号Ｓ１０に対して標本化及び量子化を行ってアナログ信号Ｓ１０をディジタル信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｎに変換する。ここで、Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎは、アナログ信号Ｓ１０をディジタル信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｎに変換する変換特性が互いに異なるものが用いられている。

具体的には、Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎは、Ａ／Ｄ変換器の変換特性を評価する際に用いられる複数の性能のうちの何れか１つが他の変換器よりも高くなるものが用いられている。ここで、Ａ／Ｄ変換器の変換特性を評価する際に用いられる複数の性能としては、例えばＤＣ性能、ノイズ性能、歪み性能、及びスプリアス性能等が挙げられるが、これらの性能の何れか１つが他の変換器よりも高くなるものが用いられている。

更に具体的には、例えばＡ／Ｄ変換器１１ａは他のＡ／Ｄ変換器１１ｂ〜１１ｎよりもＤＣ性能が高くてアナログ信号のＤＣ（直流）成分を高精度に変換でき、Ａ／Ｄ変換器１１ｂは他のＡ／Ｄ変換器１１ａ，１１ｃ〜１１ｎよりもノイズ性能が高くて低ノイズである。また、Ａ／Ｄ変換器１１ｃは他のＡ／Ｄ変換器１１ａ，１１ｂ，１１ｄ〜１１ｎよりも歪み性能が高く低歪みであり、Ａ／Ｄ変換器１１ｄは他のＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｃ，１１ｅ〜１１ｎよりもスプリアス性能が高くスプリアス成分が低いといった具合である。これらＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎは、アナログ信号Ｓ１０を変換してディジタル信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｎをそれぞれ出力する。

Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎの出力端は、ディジタル回路１２ａ〜１２ｎの入力端にそれぞれ接続されている。このディジタル回路１２ａ〜１２ｎは、Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎから出力されるディジタル信号Ｓ１１ａ〜１１ｎに対して、対応するＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎの変換特性に応じた所定の処理を行う。具体的には、対応するＡ／Ｄ変換器から出力されるディジタル信号を周波数解析し、他の変換器よりも高い性能に関する測定結果を求める処理を行う。

より具体的には、例えばディジタル回路１２ａは、他のＡ／Ｄ変換器１１ｂ〜１１ｎよりもＤＣ性能が優れたＡ／Ｄ変換器１１ａから出力されるディジタル信号Ｓ１１ａを周波数解析し、ＤＣ性能に関する測定結果を求める処理を行う。また、ディジタル回路１２ｂは、他のＡ／Ｄ変換器１１ａ，１１ｃ〜１１ｎよりもノイズ性能が優れたＡ／Ｄ変換器１１ｂから出力されるディジタル信号Ｓ１１ｂを周波数解析し、ノイズ性能に関する測定結果を求める処理を行う。同様に、ディジタル回路１２ｃは歪み性能に関する測定結果を求める処理を行い、ディジタル回路１２ｄはスプリアス性能に関する測定結果を求める処理を行う。尚、ディジタル回路１２ａ〜１２ｎの出力は、不図示のホストコンピュータに接続されている。

上記構成において、ＤＵＴ２０からアナログ信号Ｓ１０が出力されると、Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎにそれぞれ入力され、Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎの各々で同時にアナログ信号Ｓ１０の標本化及び量子化が行われてディジタル信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｎがそれぞれ出力される。これらディジタル信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｎは、ディジタル回路１２ａ〜１２ｎにそれぞれ入力され、対応するＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎの変換特性に応じた所定の処理が行われる。具体的には、ディジタル回路１２ａではＤＣ性能に関する測定結果を求める処理が行われ、ディジタル回路１２ｂではノイズ性能に関する測定結果を求める処理が行われ、ディジタル回路１２ｃでは歪み性能に関する測定結果を求める処理が行われ、ディジタル回路１２ｄではスプリアス性能に関する測定結果を求める処理が行われる。

以上の処理により求められた測定結果は、不図示のホストコンピュータに送信されてホストコンピュータが備えるディスプレイに表示される。つまり、ディジタル回路１２ａで求められた測定結果はＤＵＴ２０から出力されるアナログ信号Ｓ１０のＤＣ特性として表示され、ディジタル回路１２ｂで求められた測定結果はＤＵＴ２０から出力されるアナログ信号Ｓ１０のノイズ特性として表示される。また、ディジタル回路１２ｃで求められた測定結果はＤＵＴ２０から出力されるアナログ信号Ｓ１０の歪み特性として表示され、ディジタル回路１２ｄで求められた測定結果はＤＵＴ２０から出力されるアナログ信号Ｓ１０のスプリアス特性として表示される。

以上説明した第１実施形態による信号測定装置１０は、変換特性が互いに異なる複数のＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎと、対応するＡ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｎの変換特性に応じた所定の処理を行うディジタル回路１２ａ〜１２ｎとを備えている。このため、例えば良好なノイズ性能を有するＡ／Ｄ変換器１１ｂで変換されたディジタル信号Ｓ１１ｂを用いてアナログ信号Ｓ１０のノイズ性能に関する測定結果が求められ、良好な歪み性能を有するＡ／Ｄ変換器１１ｃで変換されたディジタル信号Ｓ１１ｃを用いてアナログ信号Ｓ１０の歪み性能に関する測定結果が求められている。よって、本実施形態では、ＤＣ性能、ノイズ性能、歪み性能、スプリアス性能等の複数の性能を高いレベルで同時に満足することができる。

〔第２実施形態〕
図２は、本発明の第２実施形態による信号測定装置の要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、本実施形態の信号測定装置３０は、並列に設けられた２つのＡ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂ（変換器）とディジタル回路３２（信号処理部）とを備えており、ＤＵＴ２０から出力されるアナログ信号Ｓ１０を測定する。

Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂの入力端は互いに接続されており、ＤＵＴ２０から出力されたアナログ信号Ｓ１０はＡ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂにそれぞれ入力される。このＡ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂは、入力されるアナログ信号Ｓ１０に対して標本化及び量子化を行ってアナログ信号Ｓ１０をディジタル信号Ｓ３１ａ，３１ｂに変換する。ここで、第１実施形態と同様に、Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂは、アナログ信号Ｓ１０をディジタル信号Ｓ３１ａ，Ｓ３１ｂに変換する変換特性が互いに異なるものが用いられている。

具体的には、Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂは、Ａ／Ｄ変換器の変換特性を評価する際に用いられる複数の性能のうちの何れか１つが他の変換器よりも高くなるものが用いられている。本実施形態では、Ａ／Ｄ変換器３１ａがデルタ・シグマ型のＡ／Ｄ変換器であり、Ａ／Ｄ変換器３１ｂが逐次比較型Ａ／Ｄ変換器であるとする。つまり、Ａ／Ｄ変換器３１ａはＡ／Ｄ変換器３１ｂよりもノイズ性能が高くて低ノイズであり、Ａ／Ｄ変換器３１ｂはＡ／Ｄ変換器３１ａよりも歪み性能が高く低歪みであるとする。Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂは、アナログ信号Ｓ１０を変換してディジタル信号Ｓ３１ａ，Ｓ３１ｂをそれぞれ出力する。

Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂの出力端は、ディジタル回路３２の入力端に接続されている。このディジタル回路３２は、Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂから出力されるディジタル信号Ｓ３１ａ，Ｓ３１ｂを合成し、Ａ／Ｄ変換器の変換特性を評価する際に用いられる複数の性能に関する測定結果を求める処理を行う。具体的には、上述の通り、Ａ／Ｄ変換器３１ａはノイズ性能が高く、Ａ／Ｄ変換器３１ｂは歪み性能が高いため、これらから出力されるディジタル信号Ｓ３１ａ，Ｓ３１ｂを合成してノイズ性能に関する測定結果と歪み性能に関する測定結果とを求める処理を行う。尚、ディジタル回路３２の出力は、不図示のホストコンピュータに接続されている。

図３は、ディジタル回路３２の内部構成を示すブロック図である。図３に示す通り、ディジタル回路３２は、ＦＦＴ部４１ａ，４１ｂ（周波数解析部）、周波数成分抽出部４２ａ，４２ｂ（抽出部）、合成部４３、ＳＮＲ部４４、及びＴＨＤ部４５を備える。ＦＦＴ部４１ａは、Ａ／Ｄ変換器３１ａから出力されるディジタル信号Ｓ３１ａを入力としており、このディジタル信号Ｓ３１ａに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）を行いディジタル信号Ｓ３１ａの周波数解析を行う。同様に、ＦＦＴ部４１ｂは、Ａ／Ｄ変換器３１ｂから出力されるディジタル信号Ｓ３１ｂを入力としており、このディジタル信号Ｓ３１ｂに対してＦＦＴを行いディジタル信号Ｓ３１ｂの周波数解析を行う。

周波数成分抽出部４２ａは、ＦＦＴ部４１ａから出力される信号から、Ａ／Ｄ変換器３１ａの変換特性に応じた所定の周波数成分を抽出する。同様に、周波数成分抽出部４２ｂは、ＦＦＴ部４１ｂから出力される信号から、Ａ／Ｄ変換器３１ｂの変換特性に応じた所定の周波数成分を抽出する。ここで、前述した通り、Ａ／Ｄ変換器３１ａはノイズ性能が高く、Ａ／Ｄ変換器３１ｂは歪み性能が高い。このため、周波数成分抽出部４２ａはＦＦＴ部４１ａから出力される信号からノイズ性能を求めるために必要となる周波数成分を抽出し、周波数成分抽出部４２ｂはＦＦＴ部４１ｂから出力される信号から歪み性能を求めるために必要となる周波数成分を抽出する。

合成部４３は、周波数成分抽出部４２ａ，４２ｂで抽出された周波数成分を合成する。ＳＮＲ部４４は、合成部４３で合成された信号を用いてノイズ性能に関する測定結果（信号対雑音比：Signal to Noise Ratio）を求める。ＴＨＤ部４５は、合成部４３で合成された信号を用いて歪み性能に関する測定結果（全高調波歪：Total Harmonic Distortion）を求める。

上記構成において、ＤＵＴ２０からアナログ信号Ｓ１０が出力されると、Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂにそれぞれ入力され、Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂの各々で同時にアナログ信号Ｓ１０の標本化及び量子化が行われてディジタル信号Ｓ３１ａ，Ｓ３１ｂがそれぞれ出力される。これらディジタル信号Ｓ３１ａ，Ｓ３１ｂは、ディジタル回路３２に入力されて合成され、この合成された信号からＡ／Ｄ変換器の変換特性を評価する際に用いられる複数の性能に関する測定結果が求められる。

具体的には、ディジタル回路３２に入力されたディジタル信号Ｓ３１ａ，Ｓ３１ｂは、ＦＦＴ部４１ａ，４１ｂにそれぞれ入力され、高速フーリエ変換処理が施されて周波数解析が行われる。この解析により得られた信号は、周波数成分抽出部４２ａ，４２ｂにそれぞれ入力されてＡ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂの変換特性に応じた所定の周波数成分が抽出される。そして、周波数成分抽出部４２ａ，４２ｂで抽出された周波数成分は、合成部４３に出力されて合成される。

図４は、周波数成分抽出部４２ａ，４２ｂ及び合成部４３で行われる処理を説明するための図である。ここで、図４（ａ）はＦＦＴ部４１ａで周波数解析して得られた周波数分布の一例を示す図であり、図４（ｂ）はＦＦＴ部４１ｂで周波数解析して得られた周波数分布の一例を示す図である。また、図４（ｃ）は合成部４３で合成された信号の周波数分布を示す図である。尚、図４においては、アナログ信号Ｓ１０の基本波の周波数をｆとしている。また、図中の周波数２ｆは基本波に対する二次の高調波であり、周波数３ｆは基本波に対する三次高調波の周波数である。更に、図４（ａ）中におけるＮ１、及び図４（ｂ）中におけるＮ２はノイズ成分である。

図４（ａ）の周波数分布と図４（ｂ）の周波数分布とを比較すると、基本波の振幅は殆ど同じであるが、二次の高調波及び三次の高調波の振幅は、図４（ｂ）に示すものよりも図４（ａ）に示すものの方が大きいことが分かる。これは、Ａ／Ｄ変換器３１ａがＡ／Ｄ変換器３１ｂよりも歪み性能が低くて歪みが大きいからである。また、図４（ａ）に示す周波数分布に含まれるノイズ成分Ｎ１よりも、図４（ｂ）に示す周波数分布に含まれるノイズ成分Ｎ２の方が大きいことが分かる。これは、Ａ／Ｄ変換器３１ｂがＡ／Ｄ変換器３１ａよりもノイズ性能が低くて高ノイズだからである。

図４（ａ）に示す通り、Ａ／Ｄ変換器３１ａは低ノイズであるが歪みが大きいため、周波数成分抽出部４２ａは、歪を生じさせる高調波成分を除いた周波数成分を抽出する。つまり、図４（ａ）に示す周波数分布から二次の高調波及び三次の高調波を除去する処理を行う。他方、図４（ｂ）に示す通り、Ａ／Ｄ変換器３１ｂは低歪みであるが高ノイズであるため、周波数成分抽出部４２ｂは、基本波を含めたノイズ成分を除去した高調波成分を抽出する。つまり、図４（ｂ）に示す周波数分布から二次の高調波及び三次の高調波以外の周波数成分を除去する処理を行う。尚、ＤＵＴ２０から出力されるアナログ信号Ｓ１０の基本波の周波数ｆは既知であり、この周波数ｆを示す情報は、不図示の制御部から周波数成分抽出部４２ａ，４２ｂに入力されている。周波数成分抽出部４２ａ，４２ｂは、この情報に基づいて以上説明した処理を行う。

周波数成分抽出部４２ａ，４２ｂで抽出された周波数成分は合成部４３で合成される。合成された信号の周波数成分を示す図４（ｃ）を参照すると、基本波及びノイズ成分Ｎ１は、図４（ａ）に示すものとほぼ同一であることが分かる。また、二次の高調波及び三次の高調波の振幅は、図４（ｂ）に示すものとほぼ同一であることが分かる。以上の処理によって、あたかもＡ／Ｄ変換器３１ａの高いノイズ性能とＡ／Ｄ変換器３１ｂの高い歪み性能とを兼ね備えたＡ／Ｄ変換器によって変換された信号の周波数分布を得ることができる。

合成部４３で合成された信号はＳＮＲ部４４及びＴＨＤ部４５に入力され、ＳＮＲ部４４ではノイズ性能に関する測定結果（信号対雑音比）が求められ、ＴＨＤ部ｂ４５では歪み性能に関する測定結果（全高調波歪）が求められる。以上の処理により求められた測定結果は、不図示のホストコンピュータに送信されてホストコンピュータが備えるディスプレイに表示される。つまり、ＳＮＲ部４４で求められた測定結果はＤＵＴ２０から出力されるアナログ信号Ｓ１０のノイズ特性として表示され、ＴＨＤ部４５で求められた測定結果はＤＵＴ２０から出力されるアナログ信号Ｓ１０の歪み特性として表示される。

以上説明した第２実施形態による信号測定装置３０は、変換特性が互いに異なる複数のＡ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂと、Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂから出力されるディジタル信号を合成し、Ａ／Ｄ変換器の変換特性を評価する際に用いられる複数の性能に関する測定結果を求める処理を行うディジタル回路３２とを備えている。このため、良好なノイズ性能を有するＡ／Ｄ変換器３１ａで変換されたディジタル信号Ｓ３１ａと良好な歪み性能を有するＡ／Ｄ変換器３１ｂで変換されたディジタル信号Ｓ３１ｂとが合成されて、ノイズ性能に関する良好な測定結果及び歪み性能に関する良好な測定結果が求められている。よって、本実施形態では、ノイズ性能及び歪み性能を高いレベルで同時に満足することができる。

以上、本発明の実施形態による信号測定装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ノイズ性能に優れたＡ／Ｄ変換器３１ａと歪み性能に優れたＡ／Ｄ変換器３１ｂとを備えてノイズ性能及び歪み性能を測定する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、第１実施形態と同様に、ノイズ性能に優れたＡ／Ｄ変換器及びスプリアス性能に優れたＡ／Ｄ変換器等をＡ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂに対して並列に設け、ＤＣ性能、ノイズ性能、歪み性能、及びスプリアス性能等を測定しても良い。

また、以上説明した第１，第２実施形態の信号測定装置はアナログ信号を測定する単体の装置としても用いることができるが、メモリテスタやロジックテスタ等の半導体試験装置に設けて被試験デバイスから出力されるアナログ信号の測定を行うことも可能である。半導体試験装置に設けることで、被試験デバイスから出力されるディジタル信号及びアナログ信号の試験を共に行うことができ、様々な種類のデバイスの試験に対応することが可能になる。

本発明の第１実施形態による信号測定装置の要部構成を示すブロック図である。本発明の第２実施形態による信号測定装置の要部構成を示すブロック図である。ディジタル回路３２の内部構成を示すブロック図である。周波数成分抽出部４２ａ，４２ｂ及び合成部４３で行われる処理を説明するための図である。

符号の説明

１０信号測定装置
１１ａ〜１１ｎＡ／Ｄ変換器
１２ａ〜１２ｎディジタル回路
２０ＤＵＴ
３０信号測定装置
３１ａ，３１ｂＡ／Ｄ変換器
３２ディジタル回路
４１ａ，４１ｂＦＦＴ部
４２ａ，４２ｂ周波数成分抽出部
４３合成部
Ｓ１０アナログ信号
Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｎディジタル信号
Ｓ３１ａ，Ｓ３１ｂディジタル信号

Claims

アナログ信号をディジタル信号に変換して測定する信号測定装置において、
アナログ信号をディジタル信号に変換する変換特性が互いに異なり、前記変換特性を評価する際に用いられる複数の性能のうちの何れか１つが他よりも高い複数の変換器と、
前記変換器の各々に対応して設けられ、対応する前記変換器から出力されるディジタル信号を周波数解析し、他の変換器よりも高い性能に係る周波数成分を求める処理を行う複数の処理部と
を備えることを特徴とする信号測定装置。
前記変換特性を評価する際に用いられる複数の性能は、ＤＣ性能、ノイズ性能、歪み性能、及びスプリアス性能の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の信号測定装置。
アナログ信号をディジタル信号に変換して測定する信号測定装置において、
アナログ信号をディジタル信号に変換する変換特性が互いに異なり、前記変換特性を評価する際に用いられる複数の性能のうちの何れか１つが他よりも高い複数の変換器と、
前記変換器の各々から出力されるディジタル信号を周波数解析し、他の変換器よりも高い性能に係る周波数成分をそれぞれ抽出して合成する処理を行う信号処理部と
を備えることを特徴とする信号測定装置。
前記信号処理部は、前記変換器の各々から出力されるディジタル信号を周波数解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部の解析結果から、前記変換器の変換特性に応じた所定の周波数成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された周波数成分を合成する合成部と
を備えることを特徴とする請求項３記載の信号測定装置。
前記変換特性を評価する際に用いられる複数の性能は、ＤＣ性能、ノイズ性能、歪み性能、及びスプリアス性能の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の信号測定装置。
被試験デバイスの試験を行う半導体試験装置において、
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の信号測定装置を備え、当該信号測定装置を用いて前記被試験デバイスから出力されるアナログ信号の測定を行うことを特徴とする半導体試験装置。